在体学习过程中，树突不同区域遵循独特的突触可塑性规则 —— 揭示神经元功能特异性的关键机制

为探究在体学习时哪些突触会发生不同形式的可塑性，以及这些规则在单个神经元内是否统一的问题，研究人员以小鼠运动皮层为研究对象，开展了在体单突触分辨率的纵向成像研究。结果发现 L2/3 锥体神经元的顶树突和基树突遵循不同的活动依赖性突触可塑性规则，这有助于理解神经元的功能特异性。

　　大脑通过改变突触权重（synaptic weights）从经验中学习。但在学习过程中，特定的突触是如何被选择来经历不同形式的可塑性的呢？赖特（Wright）等人研究了小鼠初级运动皮层 2/3 层（L2/3）锥体神经元不同树突区域的突触可塑性规则。顶树突突触的增强依赖于与相邻突触的相关活动，且独立于突触后动作电位（postsynaptic action potentials）。相比之下，基树突突触的增强是由与突触后动作电位的活动同步驱动的，这与赫布可塑性（Hebbian mechanisms of plasticity）机制一致。这些不同的可塑性规则表明单个神经元内存在功能特化。顶树突可塑性驱动与学习相关的突触功能簇形成，用于非线性整合；而基树突可塑性有利于赫布集合（Hebbian ensembles）的形成，实现可靠的模式完成。突触可塑性通过修饰特定的突触输入来重塑神经活动和行为，是学习的基础。然而，在体学习时哪些突触会经历不同形式的可塑性，以及这些规则在单个神经元内是否统一，目前尚不清楚。在小鼠运动学习过程中，研究人员利用小鼠运动皮层的在体纵向成像技术，实现单突触分辨率。研究发现，L2/3 锥体神经元的顶树突和基树突表现出不同的活动依赖性突触可塑性规则。顶树突和基树突突触的增强分别由与附近突触的局部共活动，以及与突触后动作电位的活动同步来预测。阻断突触后尖峰（postsynaptic spiking）会减弱基树突突触的增强，但不影响顶树突的可塑性。因此，在学习过程中，单个神经元在体内以区域特异性的方式使用多种活动依赖性可塑性规则。